5g射频芯片是什么?国产5g射频芯片-KIA MOS管
射频芯片
射频芯片是能够将射频信号和数字信号进行转化的芯片,包括RF收发机、 功率放大器(PA) 、 低噪声放大器(LNA) 、 滤波器、 射频开关(Switch) 、 天线调谐开关(Tuner) 等。
射频前端芯片是移动智能终端产品核心组成部分之一,其介于天线和收发之间,与天线、射频收发、基带芯片共同构成终端通信系统,是终端通信的基础。
射频( RF , Radio Frequency) , 表示可以辐射到空间的电磁频率, 频率范围从300kHz~300GHz之间。射频是一种高频交流变化电磁波的简称。
射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。
射频前端核心组件
滤波器
滤波器可以说是射频前端的核心组件,是制造5G射频芯片的关键,目前射频滤波器最主流的实现方式是SAW和BAW。SAW是声表面滤波器,是一种利用压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的滤波专用器件,具有频率选择性优良(可选频率范围10MHz~3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰性能好等特点。BAW滤波器不同于SAW滤波器,BAW滤波器内的声波垂直传播,贴嵌于石英基板顶、底两侧的金属对声波实施激励,使声波从顶部表面反弹至底部,以形成驻声波。然而,滤波器的核心技术主要掌握在美国的手中,在全球市场方面,也是美国公司主导,SAW滤波器的主要供应商是TDK-EPCOS及Murata,两者合计占有60-70%市场份额;BAW滤波器的主要供应商是Broadcom及Qorvo,两者占有90%以上市场份额。这无疑给我国实现全自主制造射频芯片增加了不少难度。
功率放大器(PA)
射频功率放大器(PA)又经常被称为是射频器件皇冠上的明珠,其重要性不言而喻。PA作为射频前端发射通路的主要器件,主要是为了将调制振荡电路所产生的小功率的射频信号放大,以获得足够大的射频输出功率。当PA应用于手机时,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。然而,放眼全球市场,PA市场的领军人物依旧是Skyworks,Broadcom,Qorvo,Murata。但是随着5G时代的到来,对射频PA的需求也会大大增加,这对国产射频PA来说,既是机遇,也是挑战。
射频开关
射频开关的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等。射频开关在前端模块中,虽然没有滤波器和PA那么重要,但是对于射频芯片来说也不可或缺的组成部分。不同于滤波器和PA的全球市场,2022年全球射频开关市场规模为225.58亿元(人民币),同年,国内射频开关市场容量为60.14亿元,占全球射频开关市场的26.66%,随着5G通信的发展,我国射频开关在全球市场占比仍有望提升。
射频前端结构图
射频前端器件均由半导体工艺制备,用于手机端的功率放大器和低噪声放大器,主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si(用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaAs和GaN)。滤波器主要品类有SAW和BAW两种,均采用压电材料做基底。RF开关主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。
国产5g射频芯片
5G射频芯片产业在全球范围内是垄断的。在当今全球5G技术的竞争中,射频芯片是重要的一个环节,高通、思佳讯等美国公司掌握了全球市场份额的半壁江山。
射频前端的应用领域包括移动终端设备、智能家居以及车联网等物联网领域,其中手机是主要的下游市场。近年来,随着手机、平板电脑和笔记本电脑等移动终端出货量持续增长,射频前端市场规模不断扩容。
在中国政府的大力支持和国内企业的不懈努力下,中国5G射频芯片制造领域也逐渐取得了重大突破。中国多家企业成功实现了5G射频芯片的量产,打破了国外厂商在该领域的垄断。
首先,背靠政策援助,中国企业加大技术攻关力度。我国政府多次出台有关5G技术的相关政策,大力扶持5G产业的发展。政策引导下,国内各大企业纷纷加大对5G 通信技术的科研投入和技术攻关,尝试研制自主可控的5G射频芯片。
比如华为公司研发的5G射频芯片,具有低功耗、高效率的特点,已经成功运用于华为的5G手机产品中。中国电子、紫光展锐、长电科技等企业也相继推出了自主研制的5G射频芯片,并且产品性能越来越优秀。这些成功都离不开中国政府对科技产业的高度关注和扶持。
最后,技术创新带动市场竞争,提升产品质量。中国企业在5G射频芯片制造上的成功,也在一定程度上顶替了欧美企业的市场份额。互相竞争促进了技术创新和产品质量的提升。中国企业在5G射频芯片领域的重大突破,吸引了国际市场的关注和认可,国内企业也开始逐步走向国际化。例如某些5G技术领域的小型通信设备已经采用了国内厂家的芯片,证明了中国5G射频芯片已经能够实现全球应用。
中国5G射频芯片成功实现量产,打破了国外企业在该领域的垄断,标志着中国5G产业已经迈入了新的发展阶段。
未来,随着5G技术的持续推进和商用,国内企业将会面对更大的市场机遇,因此,国家和企业还需要持续投入、加强合作、促进创新,提高核心竞争力,推动中国5G射频芯片产业实现长足发展。同时,我们也可以看到,中国的芯片制造工业正在向着更加自主、更加独立和更加成熟的方向发展, 符合其科技大国的国际地位。
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